學(xué)科教育論文-試論農(nóng)業(yè)院校運籌學(xué)教學(xué).doc

學(xué)科教育論文-試論農(nóng)業(yè)院校運籌學(xué)教學(xué)【摘要】本文從農(nóng)業(yè)院校運籌學(xué)發(fā)展歷史出發(fā)，介紹了當(dāng)前農(nóng)業(yè)院校中運籌學(xué)課程在課程性質(zhì)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法方面的發(fā)展變化，分析了農(nóng)業(yè)院校開展運籌學(xué)教學(xué)的優(yōu)勢及對傳統(tǒng)學(xué)科發(fā)展的意義，展望了農(nóng)業(yè)院校中運籌學(xué)教學(xué)與科研實踐相結(jié)合的發(fā)展前景?！娟P(guān)鍵詞】運籌學(xué)農(nóng)業(yè)院校農(nóng)業(yè)系統(tǒng)【Abstract】Thisarticlefirstlydescribesthedevelopmenthistoryofoperationsresearchinagriculturaluniversity,thenintroducesthechangesanddevelopmentofcoursenature,coursecontentsandteachingmethodsintheteachingofoperationsresearchinagriculturaluniversity,theapplicatioonprospectsoftheteachingcombinedwithresearcharediscussedattheendofpaper.【Keywords】OperationsresearchAgriculturaluniversityAgriculturalsystem一、運籌學(xué)課程在農(nóng)業(yè)院校的歷史運籌學(xué)是一門20世紀(jì)30年代在英美發(fā)展起來的科學(xué)，首先應(yīng)用于軍事，二戰(zhàn)結(jié)束后轉(zhuǎn)入民用，120世紀(jì)50年代后期，由錢學(xué)森、許國志將其引入我國，并由華羅庚等一大批科學(xué)家結(jié)合國情加以大力推廣。運籌學(xué)主要是以建立數(shù)學(xué)模型的方法，輔之以計算機(jī)運算，來研究和解決各類系統(tǒng)中的最優(yōu)化問題。在錢學(xué)森提出的系統(tǒng)科學(xué)體系結(jié)構(gòu)中，運籌學(xué)和控制論、信息論一樣，屬于基礎(chǔ)科學(xué)之下的技術(shù)科學(xué)，可應(yīng)用于各類工程技術(shù)，如軍事系統(tǒng)工程、能源系統(tǒng)工程等各類系統(tǒng)工程。2運籌學(xué)在農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程中也有著廣闊的應(yīng)用空間和眾多優(yōu)秀應(yīng)用范例，可用于糧食調(diào)運、場地選址、勞力安排、作物布局、溝渠管道鋪設(shè)等諸多方面，34例如我國運籌學(xué)運用初期最廣為人知和容易明白的“打麥場選址”問題，曾于1988年獲國家科技進(jìn)步二等獎的“黃淮海平原農(nóng)業(yè)時空開發(fā)配置模型”，曾于1996年獲國家科技進(jìn)步三等獎的“全國糧食產(chǎn)量預(yù)測”等。1985年在西安舉辦了首屆非運籌專業(yè)運籌學(xué)課程教學(xué)討論會，我國的一些農(nóng)業(yè)院校，如華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、西北農(nóng)林大學(xué)、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)等院校中已有多年開設(shè)運籌學(xué)課程的歷史，一般作為經(jīng)濟(jì)管理、工程、計算機(jī)與數(shù)學(xué)等專業(yè)的必修或?qū)I(yè)選修課程。目前，隨著高校課程體系設(shè)置的全面改革與調(diào)整，農(nóng)業(yè)院校里運籌學(xué)課程面臨著新的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。二、農(nóng)業(yè)院校運籌學(xué)課程變化與發(fā)展1課程性質(zhì)的擴(kuò)展一方面，因為培養(yǎng)方案的改革需要進(jìn)行課程壓縮與調(diào)整，所以運籌學(xué)在一些原來將其作為專業(yè)必修課或?qū)I(yè)選修課的商學(xué)院、工學(xué)院中面臨著學(xué)時壓縮或者被取消的局面；另一方面，越來越多的農(nóng)業(yè)院校將運籌學(xué)納入了公共選修課范圍，使得更多農(nóng)科專業(yè)的學(xué)生也有機(jī)會接受運籌學(xué)優(yōu)化思想和方法的學(xué)習(xí)，農(nóng)業(yè)院校中普及運籌學(xué)教育有如下兩點益處：（1）有助于調(diào)整和完善農(nóng)科專業(yè)學(xué)生的知識和技能結(jié)構(gòu)。運籌學(xué)是一門典型的應(yīng)用技術(shù)性學(xué)科，能應(yīng)用于各個領(lǐng)域，運籌學(xué)課程能幫助農(nóng)科大學(xué)生提高科學(xué)管理與決策的水平，學(xué)習(xí)到一些經(jīng)濟(jì)與管理的基礎(chǔ)知識，從而拓寬知識面，提高綜合素質(zhì)，增強(qiáng)就業(yè)適應(yīng)能力。（2）有助于學(xué)科交叉而產(chǎn)生農(nóng)科專業(yè)上的拓展性應(yīng)用。運籌學(xué)的本質(zhì)決定了，一個好的運籌學(xué)實踐必須具備兩方面的條件，一是對運籌學(xué)模型方法的熟練應(yīng)用，二是對所研究專業(yè)問題的深入了解，兩者缺一不可，緊密結(jié)合。通過對農(nóng)科專業(yè)大學(xué)生開設(shè)運籌學(xué)公選課程，突破了運籌學(xué)應(yīng)用瓶頸，使他們成為兩個條件都具備的復(fù)合型人才，更好的在所學(xué)專業(yè)中應(yīng)用到運籌學(xué)優(yōu)化決策的思想與方法，從而產(chǎn)生學(xué)科交叉所帶來的科技創(chuàng)新、拓展性應(yīng)用等諸多優(yōu)勢。2教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整運籌學(xué)作為一門較新的學(xué)科，本身在不斷的發(fā)展著，較之幾十年前，又有不少新的分支，如多目標(biāo)規(guī)劃、預(yù)測、穩(wěn)定性理論等，因此授課內(nèi)容根據(jù)專業(yè)需要也不斷有新的內(nèi)容加入并對原有內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，如物流、交通運輸?shù)葘I(yè)學(xué)生應(yīng)加強(qiáng)運輸問題、存儲、網(wǎng)絡(luò)流等方面內(nèi)容，工科專業(yè)學(xué)生，可增加穩(wěn)定性理論，而生物專業(yè)學(xué)生，可加強(qiáng)動態(tài)規(guī)劃、圖與網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容等。運籌學(xué)內(nèi)容的擴(kuò)展使得更有條件有針對性的開展教學(xué)，做到因材施教。另一方面，運籌學(xué)中一些新的算法，如內(nèi)點算法、分支定界法等算法的更新，降低了學(xué)習(xí)過程中的數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜程度，使得農(nóng)科專業(yè)大學(xué)生學(xué)習(xí)起來更加容易，只要具備一定高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)和概率統(tǒng)計方面的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識和計算機(jī)基礎(chǔ)，就能較好的學(xué)習(xí)和應(yīng)用。因此，新算法的引入也有助于農(nóng)業(yè)院校中運籌學(xué)的普及教育。此外，在早期的運籌學(xué)教學(xué)中，主要強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)模型和方法的應(yīng)用，而現(xiàn)在除了工程、計算機(jī)和數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生仍然將此作為學(xué)習(xí)重點以外，其余專業(yè)的學(xué)生更多地注重運籌學(xué)的應(yīng)用與實踐。從20世紀(jì)90年代中期開始，全球的運籌學(xué)教育中逐步呈現(xiàn)出案例教學(xué)的發(fā)展趨勢，目前我國有越來越多運籌學(xué)教材中加入案例教學(xué)的內(nèi)容，如胡運權(quán)的運籌學(xué)基礎(chǔ)與應(yīng)用即在第四版時增加了案例作為綜合練習(xí)。對非理工科專業(yè)大學(xué)生引入實踐案例教學(xué)，有助于培養(yǎng)更多的各專業(yè)的管理人才。3教學(xué)方法的改進(jìn)從增強(qiáng)學(xué)生實際應(yīng)用能力出發(fā)，運籌學(xué)的教學(xué)方法不再是單一的課堂講授，而是大比例的增加了上機(jī)實驗和案例討論的學(xué)時，從而形成了集“理論學(xué)習(xí)實例討論上機(jī)求解”三大步驟為一體的完整學(xué)習(xí)過程，更好的鍛煉了學(xué)生分析問題與解決問題的能力。依據(jù)“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)、思維訓(xùn)練為主線”的教學(xué)思想，采取多種教學(xué)形式來挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛能，凸現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)主體地位。教學(xué)中給學(xué)生展示一些重要結(jié)論、方法的思維過程，開啟學(xué)生智慧，同時有計劃的組織安排學(xué)生寫小結(jié)、寫小論文，并進(jìn)行問題的討論和探索。例如，在線性規(guī)劃、目標(biāo)規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃等數(shù)學(xué)規(guī)劃的學(xué)習(xí)中，更多地啟發(fā)學(xué)生自己去體會運籌學(xué)“初始方案最優(yōu)檢驗方案調(diào)整”這種逐步調(diào)整直至最優(yōu)的思維模式，以使學(xué)生對這種算法思想有更深刻的體會，并可聯(lián)系到學(xué)習(xí)生活中，只要堅持正確的目標(biāo)（最優(yōu)檢驗），不斷的進(jìn)步和改進(jìn)（方案調(diào)整），則不論起點高低（初始方案），都可以最終到達(dá)理想境界（最優(yōu)方案），以加強(qiáng)學(xué)生印象。再如，啟發(fā)學(xué)生用反證法去“發(fā)現(xiàn)”貝爾曼的“最優(yōu)化原理”，使他們認(rèn)識到科學(xué)定律并不總是高深晦澀，動態(tài)規(guī)劃這一重要分支的理論基礎(chǔ)“最優(yōu)化原理”其實來源于一個眾所皆知的簡單道理，更好的領(lǐng)悟到運籌學(xué)來源于實踐、應(yīng)用于實踐的特點。4教學(xué)條件的進(jìn)步近十年來，教學(xué)條件得到了極大的改善和發(fā)展。首先是高等院校中普遍具有了多媒體授課的條件，使得運籌學(xué)課堂上可以摒棄教師滿堂講授、算法推導(dǎo)的內(nèi)容設(shè)置，而采取以多媒體教學(xué)和黑板板書相結(jié)合為主，以理論教學(xué)和案例教學(xué)為主線，通過典型案例引導(dǎo)、重點講授原理、理論，結(jié)合課堂上應(yīng)用計算機(jī)軟件上機(jī)求解、個人研究與小組討論相結(jié)合的設(shè)計性課題分析等課堂內(nèi)容的設(shè)置，使學(xué)生掌握基本理論和方法，掌握常見的典型模型并初步掌握將實際問題抽象成模型的方法和技巧。其次，運籌學(xué)上機(jī)軟件有了更多的選擇。2000年以前國內(nèi)介紹運籌學(xué)上機(jī)軟件及模型實現(xiàn)的資料十分匱乏，上機(jī)時大多采用國內(nèi)一些院校自行編寫開發(fā)的一些運籌學(xué)軟件包，能實現(xiàn)的模型有限。發(fā)展至今，運籌學(xué)上機(jī)軟件已經(jīng)有了極為豐富的選擇，推出了一批介紹如何利用EXCEL、LINDO、LINGO、WINQSB、MATLAB等軟件實現(xiàn)運籌學(xué)模型的教材，使得實驗老師有了更多的參考和選擇，可以根據(jù)學(xué)生專業(yè)和學(xué)時的差異來安排上機(jī)軟件和上機(jī)內(nèi)容，使之具備運用計算機(jī)軟件求解、分析各類運籌學(xué)模型的能力。同時，高等院校近年來大多改善了實驗機(jī)房上機(jī)條件，建設(shè)了課程支持網(wǎng)站，使得教學(xué)條件全方位得到提升，為提升運籌學(xué)教學(xué)質(zhì)量奠定了堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)。5考核方式的多元化考核方式對學(xué)生學(xué)習(xí)起著風(fēng)向標(biāo)的導(dǎo)向作用，近年來運籌學(xué)的教學(xué)考核呈現(xiàn)出多元化發(fā)展趨勢，從單一的結(jié)業(yè)考試發(fā)展到將課堂討論、課外論文、上機(jī)實驗等全方位學(xué)習(xí)過程都納